簡単なcatコマンド自作(低水準入出力)

#概要
簡単なcatコマンドを自作しました。オプションなしです。
コマンドライン引数からファイル名を受け取り、ファイルの中身を標準出力へ出力します。
低水準入出力(open,read,write,close)を使用しました。

ただし、低水準入出力は使い方によってはエラーが起こりやすいので、
特別な理由がない限りは標準ライブラリ(fopen,fread,fwrite,fclose)を使うことをお勧めします。

#ソースコード

simple_cat.c

#include<stdio.h>		/* fprintf,perror   */
#include<stdlib.h>		/* exit             */
#include<unistd.h>		/* read,write,close */
#include<sys/types.h>   /* read             */
#include<fcntl.h>	    /* open             */
#include<sys/uio.h>		/* read             */

static void simple_cat(const char *path);
static void die(const char *str);

int main(int argc, char *argv[])
{
	int i;
	
	if(argc < 2){
		fprintf(stderr, "%s: file name not given\n",argv[0]);
		exit(1);
	}
	for(i = 1;i < argc; i++)
		simple_cat(argv[i]);
	exit(0);
}

#define BUFSIZE 4096

static void simple_cat(const char *path)
{
	int fd;
	unsigned char buf[BUFSIZE];
	ssize_t cc;

	if((fd = open(path,O_RDONLY)) == -1)
		die(path);
	for(;;){
		cc = read(fd, buf, sizeof buf);
		if(cc == -1)
			die(path);
		if(cc == 0)
			break;
		if(write(STDOUT_FILENO, buf, cc) == -1)
			die(path);
	}
	if(close(fd) == -1)
		die(path);
}

static void die(const char *str)
{
	perror(str);
	exit(1);
}

#実行

$ gcc simple_cat.c
$ ./a.out (ファイル1) (ファイル1)

$ (ファイル1の内容)
  (ファイル2の内容)

#解説

main()

int main(int argc, char *argv[])
{
	int i;
	
	if(argc < 2){
		fprintf(stderr, "%s: file name not given\n",argv[0]);
		exit(1);
	}
	for(i = 1;i < argc; i++)
		simple_cat(argv[i]);
	exit(0);
}

最初のif文でコマンドライン引数あるか確認して、なければエラーメッセージを出力してexit()します。
ここで出てきたargv[0]にはこのプログラムの名前が入っています。
次にfor文で全てのコマンドライン引数を順番に繰り返しsimple_cat()にファイル名を渡します。

simple_cat()

#define BUFSIZE 4096

static void simple_cat(const char *path)
{
	int fd;
	unsigned char buf[BUFSIZE];
	ssize_t cc;

	if((fd = open(path,O_RDONLY)) == -1)
		die(path);
	for(;;){
		cc = read(fd, buf, sizeof buf);
		if(cc == -1)
			die(path);
		if(cc == 0)
			break;
		if(write(STDOUT_FILENO, buf, cc) == -1)
			die(path);
	}
	if(close(fd) == -1)
		die(path);
}

最初にopen()でファイルを開きます。O_RDONLYは読み込み専用のオプションです。
戻り値はファイル記述子(FileDescriptor)という小さな非負整数です。
失敗した時は、-1が返されdie()を呼び出し処理を終了します。

次に無限ループのfor文の中でファイルの読み込み、書き込みを繰り返します。

read()はファイルにあるバイト列をプロセスのメモリ領域(バッファ)に読み込みます。
戻り値は実際に読み込んだバイト数です。
EOF(ファイルの終わり)に達すると0を返し、breakで無限ループを抜け出します。
失敗した時は、-1が返されdie()を呼び出し処理を終了します。

write()はバッファの内容をファイルに書き込みます。この場合は、関数の第一引数にSTDOUT_FILENOが設定されているので標準出力に書き込みます。
戻り値は実際に書き込んだバイト数です。
失敗した時は、-1が返されdie()を呼び出し処理を終了します。

最後にclose()でファイルを閉じます。
戻り値は成功すると0、失敗すると-1が返されます。

die()

static void die(const char *str)
{
	perror(str);
	exit(1);
}

perror()はエラーメッセージをエラー出力に出力します。
exit()はプロセスを終了します。

#参考文献
「ふつうのLinuxプログラミング第２版Linuxの仕組みから学べるgccプログラミングの王道」,青木峰郎 著,SBクリエイティブ株式会社,2017